異形冷彎薄壁鋼管混凝土柱-冷彎薄壁箱型鋼梁框架節(jié)點的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件，特別涉及一種鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)框架節(jié)點。
【背景技術(shù)】
[0002]異形柱目前在住宅、公寓、宿舍等建筑中應(yīng)用較多，異形柱與相鄰墻體齊平，使得建筑室內(nèi)空間規(guī)整，有利于家具擺放，提高室內(nèi)空間利用效率。但目前普遍應(yīng)用的異形鋼筋混凝土柱其抗震設(shè)計較為嚴格，最大使用高度和柱軸壓比等設(shè)計指標遠低于普通矩形鋼筋混凝土柱。其節(jié)點往往是異形柱框架的薄弱環(huán)節(jié)，是決定異形柱框架結(jié)構(gòu)體系力學性能優(yōu)劣的重要因素。采用異形鋼管混凝土柱及其框架節(jié)點能夠顯著改善異形柱框架結(jié)構(gòu)體系的抗震性能。但異形鋼管混凝土柱及其框架節(jié)點相對較高的用鋼量是其經(jīng)濟性能低于異形鋼筋混凝土柱框架結(jié)構(gòu)，同時柱及節(jié)點鋼板的局部屈曲不僅降低其自身承載力，而且降低對柱及節(jié)點混凝土的約束效應(yīng)，從而對異形鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)整體的承載力和延性產(chǎn)生不利影響。因此異形鋼管混凝土柱的發(fā)展和應(yīng)用，需要從控制用鋼量和提高材料利用效率兩方面入手，發(fā)揮其力學性能良好、施工方便、經(jīng)濟合理的優(yōu)勢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決異形鋼管混凝土柱及框架節(jié)點中鋼板局部屈曲的不利影響，并降低用鋼量以提高經(jīng)濟性能，本發(fā)明提供了一種異形冷彎薄壁鋼管混凝土柱一冷彎薄壁箱型鋼梁框架節(jié)點。
[0004]為實現(xiàn)本發(fā)明目的而采用的技術(shù)方案是這樣的:
[0005]方案1:一種異形冷彎薄壁鋼管混凝土柱-冷彎薄壁箱型鋼梁框架節(jié)點，其特征在于:包括異形冷彎薄壁鋼管、冷彎薄壁箱型鋼梁、混凝土和若干塊豎向肋板。
[0006]所述異形冷彎薄壁鋼管是由四塊槽形型鋼組合而成。所述槽形型鋼的橫截面為矩形。所述槽形型鋼的開口兩側(cè)具有內(nèi)卷邊。所述槽形型鋼開口兩兩相對。相鄰槽形型鋼的連接處形成凹槽。在凹槽處采用塞焊焊接。所述異形冷彎薄壁鋼管的內(nèi)部中空，其截面呈“十字形”。
[0007]所述冷彎薄壁箱型鋼梁由兩塊扣合并焊接在一起的冷彎薄壁槽型鋼組成。所述冷彎薄壁箱型鋼梁分為翼緣和鋼梁腹板。所述翼緣的寬度與異形冷彎薄壁鋼管的柱肢的立面的寬度相同。
[0008]所述冷彎薄壁箱型鋼梁的一端與異形冷彎薄壁鋼管的柱肢的立面焊接。
[0009]所述豎向肋板連接異形冷彎薄壁鋼管柱肢的側(cè)壁和鋼梁腹板。
[0010]方案2:包括異形冷彎薄壁鋼管、冷彎薄壁箱型鋼梁、混凝土和若干塊豎向肋板。
[0011]所述異形冷彎薄壁鋼管由三塊槽形型鋼和三塊一字形型鋼組合而成。所述槽形型鋼的橫截面為矩形。所述槽形型鋼的開口兩側(cè)具有內(nèi)卷邊。所述一字形型鋼的兩側(cè)長邊具有卷邊。所述槽形型鋼位于“T形”的三個端部。所述槽形型鋼的開口都朝向“T形”的交點。槽形型鋼之間通過一字形型鋼連接。所述槽形型鋼與一字形型鋼在連接處形成凹槽。在凹槽處采用塞焊焊接。所述異形冷彎薄壁鋼管的內(nèi)部中空，其截面呈“ T形”。
[0012]所述冷彎薄壁箱型鋼梁由兩塊扣合并焊接在一起的冷彎薄壁槽型鋼組成。所述冷彎薄壁箱型鋼梁分為翼緣和鋼梁腹板。所述翼緣的寬度與異形冷彎薄壁鋼管的柱肢的立面的寬度相同。
[0013]所述冷彎薄壁箱型鋼梁的一端與異形冷彎薄壁鋼管的柱肢的立面焊接。
[0014]所述豎向肋板連接異形冷彎薄壁鋼管柱肢的側(cè)壁和鋼梁腹板。
[0015]方案3:包括異形冷彎薄壁鋼管、冷彎薄壁箱型鋼梁、混凝土 5和若干塊豎向肋板。
[0016]所述異形冷彎薄壁鋼管由三塊槽形型鋼、三塊一字形型鋼和一塊L形型鋼組成。所述槽形型鋼的橫截面為矩形。所述槽形型鋼的開口兩側(cè)具有內(nèi)卷邊。所述一字形型鋼的兩側(cè)長邊具有卷邊。所述L形型鋼的兩側(cè)長邊具有內(nèi)卷邊。所述槽形型鋼位于“L形”的兩端，其開口方向朝拐角處。所述L形型鋼位于拐角的外邊緣處。所述L形型鋼與兩端的槽形型鋼之間都通過一字形型鋼連接。拐角內(nèi)邊緣處是兩塊一字形型鋼垂直相連，兩塊一字形型鋼的另一端分別與兩端的槽形型鋼相連。所述槽形型鋼與一字形型鋼在連接處形成凹槽。所述L形型鋼與一字形型鋼在連接處形成凹槽。所述一字形型鋼與一字形型鋼在連接處形成凹槽。在凹槽處采用塞焊焊接。所述異形冷彎薄壁鋼管內(nèi)部中空，其截面呈“L形”。
[0017]所述冷彎薄壁箱型鋼梁由兩塊扣合并焊接在一起的冷彎薄壁槽型鋼組成。所述冷彎薄壁箱型鋼梁分為翼緣和鋼梁腹板。所述翼緣的寬度與異形冷彎薄壁鋼管的柱肢的立面的寬度相同。
[0018]所述冷彎薄壁箱型鋼梁的一端與異形冷彎薄壁鋼管的柱肢的立面焊接。
[0019]所述豎向肋板連接異形冷彎薄壁鋼管柱肢的側(cè)壁和鋼梁腹板。
[0020]值得說明的是，本發(fā)明的主要內(nèi)容是在框架節(jié)點部位將冷彎薄壁箱型鋼梁與異形冷彎薄壁鋼管以固接的形式焊接，并設(shè)置豎向肋板以有效傳遞梁端彎矩，最后在異形冷彎薄壁鋼管內(nèi)澆筑混凝土形成冷彎薄壁鋼管混凝土柱一冷彎薄壁箱型鋼梁框架節(jié)點。
[0021 ] 進一步，所述異形冷彎薄壁鋼管的內(nèi)部填充混凝土。
[0022]進一步，所述異形冷彎薄壁鋼管的材料為Q235碳素結(jié)構(gòu)鋼或Q345低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼。
[0023]進一步，所述卷邊直接作為異形鋼管的加勁肋；卷邊上沿縱向按一定規(guī)則設(shè)置有孔洞且孔洞形狀為圓形或橢圓形。
[0024]進一步，所述混凝土采用普通混凝土、輕骨料混凝土或高性能混凝土。
[0025]進一步，所述冷彎薄壁箱型鋼梁的材料采用Q235碳素結(jié)構(gòu)鋼或Q345低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼。
[0026]進一步，所述豎向肋板的材料采用Q235碳素結(jié)構(gòu)鋼或Q345低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼。
[0027]本發(fā)明提出的冷彎薄壁鋼管混凝土柱一冷彎薄壁箱型鋼梁框架節(jié)點具有下列優(yōu)占.V.
[0028]1.可應(yīng)用于低層或多層框架結(jié)構(gòu)、框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的別墅、住宅、公寓、宿舍、辦公樓等形式建筑。改善普通方、矩形柱室內(nèi)柱楞外露的缺陷，改善室內(nèi)觀瞻，利于家居擺放，提尚室內(nèi)空間的利用效率。
[0029]2.能夠改善目前普遍應(yīng)用的混凝土異形柱抗震設(shè)計的嚴格限制，擴大異形柱的應(yīng)用范圍。加勁鋼管和內(nèi)置混凝土良好的相互作用使其具有較高的承載力和較好的延性，提高異形柱的抗震性能，使其能夠應(yīng)用在抗震設(shè)防烈度較高的地區(qū)，或者應(yīng)用于高度更高的框架結(jié)構(gòu)和框架一剪力墻結(jié)構(gòu)中。
[0030]3.冷彎薄壁型鋼板件寬厚比較大，比普通鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件節(jié)省鋼材。加勁冷彎薄壁鋼管能夠具有和更厚鋼管相當?shù)某休d力等力學性能，冷彎薄壁箱型鋼梁與工字鋼梁相比兩個主軸方向抗彎剛度較大，材料利用效率更高，具有優(yōu)良的經(jīng)濟效益。
[0031]4.普通異形鋼管內(nèi)部通常要在陰角處和寬厚比較大的鋼板處設(shè)置加勁肋。本發(fā)明中卷邊作為型鋼構(gòu)成的一部分，直接作為鋼管的內(nèi)置加勁肋，合理地布置在陰角處和相應(yīng)鋼板處，免去異形鋼管內(nèi)部焊接加勁肋的額外工序，降低焊接加勁肋對鋼管壁的削弱影響。節(jié)點區(qū)的豎向肋板能夠?qū)摿阂砭壍睦τ行鬟f給柱鋼管腹板。本發(fā)明的框架節(jié)點形式傳力明確合理，構(gòu)造簡單，施工快捷方便，經(jīng)濟合理。
[0032]5.改善普通冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)的抗火性能。普通冷彎薄壁型鋼在火災(zāi)下承載力迅速降低，整個結(jié)構(gòu)有可能垮塌。異形冷彎薄壁鋼管內(nèi)部澆筑混凝土后，混凝土能夠吸收火災(zāi)熱量，延緩鋼管溫度的上升；在鋼管達到耐火極限且承載力下降較多后，內(nèi)部混凝土能夠繼續(xù)承擔荷載，延緩結(jié)構(gòu)垮塌，為人員疏散預(yù)留更多時間?；炷羶?nèi)部可適當配置受力鋼筋，在火災(zāi)下起到鋼筋混凝土的作用。
【附圖說明】
[0033]圖1為異形冷彎薄壁鋼管混凝土柱的截面圖及組成方式示意圖；
[0034]圖2為冷彎薄壁型鋼截面圖；
[0035]圖3為異形冷彎薄壁鋼管混凝土柱-冷彎薄壁箱型鋼梁框架節(jié)點示意圖；
[0036]圖4為圖3的A-A截面圖；
[0037]圖5為圖3的B-B截面圖。
[0038]圖中:異形冷彎薄壁鋼管1、十字形鋼管101、T形鋼管102、L形鋼管103、冷彎薄壁箱型鋼梁2、翼緣201、鋼梁腹板202、焊縫4、混凝土 5、卷邊6、冷彎薄壁槽型鋼7、焊縫8、焊縫9、焊縫10、豎向肋板11、焊縫12、焊縫13、焊縫14、柱腹板15、柱翼緣16。
【具體實施方式】
[0039]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明，但不應(yīng)該理解為本發(fā)明上述主題范圍僅限于下述實施例。在不脫離本發(fā)明上述技術(shù)思想的情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識和慣用手段，做出各種替換和變更，均應(yīng)包括在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
[0040]實施例1:一種異形冷彎薄壁鋼管混凝土柱-冷彎薄壁箱型鋼梁框架節(jié)點，包括異形冷彎薄壁鋼管1、冷彎薄壁箱型鋼梁2、混凝土 5和若干塊豎向肋板11。
[0041]參見圖1的a部分，本實施例中，所述異形冷彎薄壁鋼管I是由四塊槽形型鋼組合而成。所述槽形型鋼的橫截面為矩形。所述槽形型鋼的開口兩側(cè)具有內(nèi)卷邊6。所述槽形型鋼開口兩兩相對。每個槽形型鋼的開口兩側(cè)都分別與另一塊槽形型鋼的開口一側(cè)連接。相鄰槽形型鋼的連接處形成凹槽。在凹槽處采用塞焊焊接。所述異形冷彎薄壁鋼管I的內(nèi)部中空，其截面呈“十字形”。
[0042]參見圖2，所述槽形型鋼的邊緣具有卷邊6。所述卷邊6分布在異形冷彎薄壁鋼管I的內(nèi)壁，直接作為異形冷彎薄壁鋼管I的加